Možnosti řízené redukce chromu z vysoce chromové strusky při výrobě ocelí

doc. Ing. Petr Jonšta, Ph.D.¹; Ing. Zdeněk Carbol¹; prof. Ing. Jiří Bažan, CSc.²; doc. Ing. Ladislav Socha, Ph.D.²; prof. Ing. Zdeněk Adolf, CSc.²; Ing. František Chowaniec, Ph.D.²; Ing. Michal Sušovský¹; Ing. Vladislav Kurka, Ph.D.³; Ing. Oldřich Salva, Ph.D.²

Stáhnout článek v PDF

V předloženém příspěvku jsou uvedeny možnosti řízené redukce chromu z vysoce chromové strusky v provozních podmínkách na EOP při výrobě vysoce chromových ocelí. Vlastní návrh provozní technologie vychází z teoretických poznatků redukce oxidů chromu ze strusky při použití různých redukčních činidel, způsobu aplikace a úpravy technologie tavení při výrobě vysoce chromových ocelí v EOP. Z výsledků dosažených pomocí laboratorních experimentů bylo zjištěno, že jako nejúčinnější redukční činidlo se v laboratorních podmínkách jeví ferosilicium. Dále bylo prokázáno, že zvýšení teploty z 1600 na 1650 °C mělo pozitivní vliv na účinnost redukce Cr₂O₃ ze strusky. Kromě zvýšení teploty se i zvýšení teoretického množství redukčního činidla spolu s prodloužením doby redukce z 300 na 600 s pozitivně projevilo na účinnosti redukce. Při teplotě 1650 °C a použití ferosilicia bylo dosaženo účinnosti redukce Cr₂O₃ až 68,7 %. Lze také předpokládat, že se vzrůstem obsahu Cr₂O₃ se může projevit vyšší viskozita strusky spojená s tvorbou krusty, která snižuje redukční účinnost. Tento předpoklad bude ověřen následující sérií experimentů. Na základě teoretických poznatků a výsledků laboratorních experimentů byla navržena technologie pro podmínky EOP č. 5 podniku VÍTKOVICE HEAVY MACHINERY a.s. V rámci uvedené technologie bude využit prototyp zařízení pro řízenou redukci strusky umožňující dávkování redukčního činidla na hladinu strusky pro dosažení řízené redukce vysoce chromové strusky. Z výsledků dosažených pomocí provozních experimentů bylo zjištěno, že z hlediska pořízeného prototypu dmýchacího zařízení dopadl provozní experiment pozitivně. Dávkování granulovaných redukčních činidel antracitu a ferosilicia proběhlo v souladu s teoretickými požadavky. Drobné známky poškození (žáruvzdorný materiál, manipulační oko) vykazovala v důsledku působení vysoké teploty v EOP samotná dmýchací tryska. Je však potřeba přihlédnout ke skutečnosti, že se jedná o prototyp zařízení a ne trvalé řešení pro EOP. Z pohledu metalurgického je však nutno připustit, že především z důvodu málo tekuté vysoce chromové strusky došlo ke snížení obsahu Cr₂O₃ jeho redukcí na obsah 11,80 hm. %. Pro dosažení uspokojivějšího výsledku bude vhodné experiment zopakovat, avšak předpokladem je zajistit výrazně vyšší tekutost strusky. Cílem výzkumu bylo navržení a odzkoušení prototypu zařízení pro řízenou redukci strusky s vysokým obsahem oxidů chromu a nastavení druhu, množství a způsobu dávkování redukčního činidla na hladinu strusky. Tímto způsobem došlo ke snížení energetické a ekonomické náročnosti výroby vysoce chromových ocelí, zvýšení konkurenceschopnosti strojírenské společnosti na trhu a také posílení vědecko-výzkumné spolupráce výrobního podniku s výzkumnými pracovišti na VŠB-TU Ostrava a ve společnosti MATERIÁLOVÝ A METALURGICKÝ VÝZKUM s.r.o.

Klíčová slova: redukce strusky; chromové strusky; legované oceli; laboratorní experimenty; provozní experimenty

1. VÍTKOVICE HEAVY MACHINERY a.s., Ruská 2887/101, 706 02 Ostrava-Vítkovice, Czech Republic
2. VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Metallurgy and Materials Engineering, Department of Metallurgy and Foundry, 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic
3. MATERIÁLOVÝ A METALURGICKÝ VÝZKUM s.r.o., Pohraniční 693/31, 703 00 Ostrava-Vítkovice, Czech Republic